Ein Quantencomputer nutzte die Kraft von Lichtteilchen – oder Photonen – um eine Berechnung durchzuführen, die für konventionelle Computer praktisch unmöglich ist, laut aneue Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft.
Das unerschrockene Team hinter dem Superquantencomputer – genannt Jiuzhang – stammt aus China und ist nach dem Quantencomputer von Google das zweite, das die Quantenvorherrschaft erreicht hat.bewertet die Herrlichkeit, im Jahr 2019.
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Quantenüberlegenheit durch Boson-Sampling
Nach einem alten chinesischen mathematischen Text Jiuzhang genannt, ist der "photonische Quantencomputer" in der Lage, in 200 Sekunden eine Berechnung durchzuführen, die auf dem schnellsten klassischen Computer der Welt, Japans, mehr als eine halbe Milliarde Jahre dauern würdeFugaku-Supercomputer, sagen die Forscher.
Im Gegensatz zu Googles Quantencomputer genannt Sycamore besteht Jiuzhang nicht aus supraleitenden Materialien. Stattdessen funktioniert er über eine komplexe Anordnung optischer Geräte – einschließlich Lichtquellen, Photonendetektoren, unter Verwendung von 300 Strahlteiler und 75 Spiegel.
Ein Durchbruch im Quantencomputing. Ein chinesisches Forschungsteam gab am Freitag bekannt, dass es einen Quantencomputer-Prototyp entwickelt hat und damit den ersten Meilenstein auf dem Weg zum umfassenden Quantencomputing erreicht.pic.twitter.com/EEhMak9tZO
— China Xinhua Sci-Tech @XHscitech 4. Dezember 2020
In ihrer Studie haben die Forscher detailliert beschrieben, wie sie Gaussian Boson Sampling GBS – einen klassischen Simulationsalgorithmus – verwendet haben, um effizient die Quantenrechengeschwindigkeit bei der Lösung von Aufgaben zu demonstrieren, die klassische Computer unangemessen lange in Anspruch nehmen würden.
Bei einer ausreichend langen Zeitleiste von Versuchen hätte ein perfekter Boson-Sampler eine Treue von 1 Neuer Wissenschaftler Berichte. Bei einer Genauigkeit von 1 würde der Boson-Sampler perfekt mit den theoretischen Vorhersagen übereinstimmen. Erstaunlich für die Forscher war, dass Jiuzhang eine nahezu perfekte Genauigkeit von 0,99 hatte.
"Der Quantencomputervorteil ist wie eine Schwelle", Lu Chaoyang, Professor der Universität für Wissenschaft und Technologie von China, erzählt staatliche chinesische Nachrichtenagentur Xinhua.
"Wenn die Kapazität eines neuen Quantencomputer-Prototyps die des stärksten traditionellen Computers bei der Bewältigung einer bestimmten Aufgabe übertrifft, beweist dies, dass er möglicherweise in mehreren anderen Bereichen Durchbrüche erzielen wird", fügte Lu hinzu.
Ein 'Champion in einem einzigen Bereich'
Der Meilenstein folgt auf 20 Jahre Forschung, die mehrere Herausforderungen mit sich brachte, wie die Suche nach einer hochwertigen Photonenquelle.
"Es ist einfach für uns, jedes Mal einen Schluck Wasser zu trinken, aber es ist schwierig, jedes Mal nur ein Wassermolekül zu trinken." Quantenphysiker Pan Jianwei sagte. "Eine hochwertige Photonenquelle muss jedes Mal nur ein Photon 'freisetzen', und jedes Photon muss genau gleich sein, was eine ziemliche Herausforderung ist."
Im Moment sagen die Forscher, dass Jiuzhang nur ein "Champion in einem einzigen Bereich" ist.
Internationale Quantenvorherrschaft ist ein gutes Zeichen
Quantenüberlegenheit wird anhand sehr spezifischer Berechnungen gemessen – die darauf ausgelegt sind, die Schwachstellen klassischer Computer auszunutzen – und übersteigen typischerweise die Anforderungen realer Anwendungen. Mit anderen Worten, wir haben wahrscheinlich noch einen langen Weg vor uns, bevor wir eine Quantencomputing-Revolution erleben.
Allerdings sagen die Forscher ihr neues Quantencomputer hat immer noch das Potenzial für reale Anwendungen in Spitzenbereichen wie maschinellem Lernen, Quantenchemie und Graphentheorie.
Auf jeden Fall Quantenüberlegenheit auf einem anderen Gerätetyp als dem von Google erreichenPlatane unterstreicht die zunehmende Geschwindigkeit des Quantencomputings.